《微生物的生態(tài)》課件

第十一章微生物的生態(tài)微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用

生態(tài)環(huán)境中的微生物

人體微生物及病原微生物的傳播微生物與環(huán)境保護1一、微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的作用微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色微生物與生物地球化學循環(huán)2（一）微生物在生態(tài)系統(tǒng)中的角色微微生物是有機物的主要分解者微生物是物質(zhì)循環(huán)中的重要成員微生物是生態(tài)系統(tǒng)中的初級生產(chǎn)者微生物是物質(zhì)和能量的貯存者微生物是地球生物演化中的先鋒種類3（二）微生物與生物地球化學循環(huán)磷循環(huán)鐵循環(huán)碳循環(huán)氮循環(huán)硫循環(huán)4CO2+H2OCH2O醇有機酸CO2+H2CH4光合作用發(fā)酵作用呼吸作用化石燃料碳在生物圈中的總體循環(huán)5生物體有機酸NO3-NH4+NO2-NON2O大氣N2同化作用氨化作用硝化作用硝化作用反硝化作用生物固氮同化作用還原作用氮循環(huán)6硫循環(huán)生物體有機硫SO42-H2SS硫酸鹽還原脫硫作用硫氧化作用硫氧化作用同化作用異化性硫酸鹽還原7二、生態(tài)環(huán)境中的微生物微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系陸生生境的微生物水生生境的微生物大氣生境的微生物極端環(huán)境下的微生物生物體內(nèi)外的正常菌群8（一）微生物與生物環(huán)境間的關(guān)系中立生活偏利作用偏害作用共生競爭寄生捕食9種群的相互作用

中立生活：兩種群之間在一起彼此沒有影響或僅存無關(guān)緊要的影響。偏利作用：一種種群因另一種種群的存在或生命活動而得利，而后者沒有從前者受益或受害。10種群的相互作用

偏害作用：一種種群阻礙另一種種群的生長，而對第一種種群無影響。協(xié)同作用：相互作用的兩種種群相互有利，二者之間是一種非專性的松散聯(lián)合。11共生兩種微生物緊密生活在一起，彼此依賴，相互為對方創(chuàng)造有利條件，有的達到了難以分離的程度。生理上相互分工，組織上形成了新的結(jié)構(gòu)，彼此分離各自就不能很好地生活。微生物間的共生微生物與植物共生體－菌根微生物與動物共生12組成：真菌（子囊菌，擔子菌）單細胞藻類（綠藻，藍藻）共生組成一種植物體，地衣生理：地衣中的真菌和藻類已形成特殊形態(tài)的整體了，在生理上相互依存，真菌營異養(yǎng)生活，藻類制造養(yǎng)料，真菌提供水分、無機鹽供藻類光合作用。微生物間的共生13根毛根瘤菌侵入線已侵入的根瘤菌根瘤根瘤的形成過程微生物與植物共生體：根瘤14瘤胃共生發(fā)光細菌和海洋魚類共生牛羊等反芻動物，草是主要飼料，但它們本身沒有分解纖維素的能力，而是靠瘤胃微生物幫助分解，使纖維素變成能被牛羊吸收的糖類。微生物與動物共生體15競爭一種微生物生命活動中，通過產(chǎn)生某些代謝產(chǎn)物或改變環(huán)境條件，能抑制其它微生物的生長繁殖，或毒害殺死其它微生物的現(xiàn)象。競爭：兩個種群因需要相同的生長基質(zhì)或其他環(huán)境因子，致使增長率和種群密度受到限制時發(fā)生的相互作用，結(jié)果對兩種種群都是不利的。16寄生

一種生物能侵入另一種生物體內(nèi)吸取自己所需要的營養(yǎng)物質(zhì)進行生長繁殖，在一定的條件下對后者造成損害或死亡的現(xiàn)象叫寄生。17真菌間的寄生寄生物先分泌毒素，引起寄主活力衰退，然后再纏繞致死有些寄生真菌不分泌毒素，由菌絲將寄主的菌絲緊緊地纏繞起來，再由接觸部位侵入寄主菌絲內(nèi)吸收營養(yǎng)使之死亡。還有些寄生真菌將菌絲或吸器伸到寄主菌絲內(nèi)或寄生菌絲與寄主菌絲接觸，溶解寄主細胞膜，吸取其營養(yǎng)物質(zhì)進行生長繁殖。1819微生物對植物的寄生微生物對植物的寄生很普遍，這是植物發(fā)生病害的重要原因。能引起植物病害的微生物稱為植物病原微生物能引起植物病害的有真菌、細菌、病毒等。植物病害以真菌病害為主，占95％。細菌性植物病害占3％。20已發(fā)現(xiàn)的植物病毒共有350多種，病毒都只能通過傷口侵入植物活細胞和組織中,通過輸導組織擴散到整個植株。病株植物可通過嫁接，土壤，昆蟲傳播等各種途徑傳播。病毒性植物傳染病：21植物病毒病害類型(從外觀可分為三種)花葉型：黃化型：受害植株葉片呈黃綠或黃色，如蠶豆病毒病，桃萎蔫黃病等。卷葉、縮葉、萎縮、叢生、矮化等各種畸型，如馬鈴薯卷葉病，桃小果病等。2223植物病害的防治選育抗病品種，提高抗病能改良栽培技術(shù)及栽培環(huán)境條件，以有利植物生長發(fā)育，不利病原微生物生長（升汞浸種）24微生物對人與動物的寄生微生物在人體和動物體內(nèi)寄生引起人與動物的傳染病常見的畜禽傳染：炭疽病，口蹄疫，豬瘟，雞瘟病等病原微生物寄生在有益的動植物體內(nèi)會給人們造成經(jīng)濟損失，寄生有害的動物體內(nèi)，則對人類是有益的，可以加以利用。25捕食原生動物以水體和土壤中的細菌，放線菌，真菌的孢子及單細胞藻類為食，這種關(guān)系即為捕食關(guān)系。捕食：一種種群被另一種種群完全吞食，捕食者種群從被食者種群得到營養(yǎng)，而對被食者種群產(chǎn)生不利影響。

26（二）陸生生境的微生物土壤是微生物良好的生活場所土壤中的微生物細菌

放線菌真菌藻類和原生動物微生物在土壤中的分布的影響因素27土壤是微生物良好的生活場所1、為微生物提供了良好的Ｃ源、Ｎ源、能源2、為微生物提供有機物、無機鹽、微量元素4、土壤pＨ值范圍5.5－8.5之間5、溫度：季節(jié)與晝夜溫差不大6、土壤顆?？障堕g充滿著空氣和水分7、適宜的滲透壓3、滿足了微生物對水分的要求28微生物在土壤中分布的影響因素土壤深度對微生物分布的影響有機物含量對微生物分布的影響碳源對微生物分布的影響酸堿度影響微生物分布29（三）水生生境的微生物沿岸帶、淺水區(qū)：光合藻類和好氧微生物。深水區(qū)：光線少、溶氧低。紫色和綠色硫細菌及其它兼性厭氧菌。湖底區(qū)：大量厭氧微生物。甲烷菌、芽孢桿菌等。30空氣干燥，不利于微生物生命活動，不是微生物生長繁殖的場所，但卻飄浮著相當數(shù)量的微生物，來自地面、動植物、塵土。（四）大氣生境的微生物城市街道，醫(yī)院、畜舍等公共場所空氣中含量高，森林，海洋、高緯度地帶的空氣中微生物含量很少31微生物在空氣中只能短時間停留，就要落地，大部分死亡，包括一些人體病原菌，大氣生境的微生物但結(jié)核、白喉，炭疽等桿菌和肺炎雙球菌、葡萄球菌、流感病毒、脊髓灰質(zhì)炎病毒抗性比較強。能傳染疾病。微生物在空氣傳播的距離是無限的，因而其分布是世界性的?？諝庵械奈⑸锏臄?shù)量是大氣污染程度的標志之一32（五）極端環(huán)境下的微生物嗜熱菌嗜冷菌嗜酸菌嗜堿菌嗜鹽菌嗜壓菌抗輻射的微生物33（六）工農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中的微生物糧油食品中的微生物工業(yè)材料上的微生物34防止生物霉腐的方法用物理或化學的方法殺死或去除物品上的一切微生物。把食品和其它材料保存于微生物不能進行代謝活動或代謝水平極低的環(huán)境條件下。如低溫、鹽漬等。通過加工或加入對人無害的添加劑來抑制微生物的活動或降低食品和材料的微生物可利用性。最常用的是苯甲酸、山梨酸等。35鮮肉：假單胞桿菌,大腸桿菌,球菌,腸球菌蛋類：環(huán)境中細菌、霉菌可進入蛋殼使蛋變臭菜果：細菌、真菌、病毒、酵母菌魚類：水體中的微生物類群（七）糧油食品中的微生物36罐頭食品是人仍然用來長期保存食品的一種方法，主要通過密封如熱殺死微生物，即可長期保存，但有些耐熱的芽孢桿菌，芽孢梭菌能形成芽孢，引起罐頭變質(zhì)。（胖聽）食品中的微生物37（八）工業(yè)材料上的微生物

腐蝕木材：擔子菌類(多孔菌、層孔菌)腐蝕金屬：鐵細菌、Ｓ細菌腐蝕紡織品：細菌、霉菌38防腐方法工業(yè)材料

使之具抗菌性能如把棉花纖維素分子乙?；蚯枰一梅谰锔綦x：瀝青涂管用殺菌劑處理材料：紙漿中加入五氯酚，有機汞改變材料分子結(jié)構(gòu)：使之具抗菌性能如把棉花纖維素分子乙?；蚯枰一?9生物體內(nèi)外的正常菌群

人體:正常微生物區(qū)系

植物體表：分泌物可被微生物利用動物體表：為動物體正常菌群三、人體微生物及病原微生物的傳播40口腔微生物溫度穩(wěn)定水分充足高低不平的表面營養(yǎng)豐富唾液提供微生物生長因子，也含有抗微生物物質(zhì)。好氧的大環(huán)境和厭氧的微生境并存。41胃腸道微生物人和胃腸道微生物存在著對雙方都有利的共生關(guān)系。微生物合成的維生素、蛋白質(zhì)，產(chǎn)生的能源可以為人吸收利用，低水平的腸道區(qū)系將會導致葉酸和維生素Ｋ的缺乏。42胃腸道微生物能侵染胃的微生物有細菌、病毒、酵母、寄生蟲等。幽門螺桿菌可能與人類Ｂ型胃炎、消化性潰瘍及胃癌等有著密切的關(guān)系。43病原微生物的傳播通過水體傳播通過土壤傳播通過空氣傳播44四、微生物與環(huán)境保護環(huán)境中的主要污染物微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化污染物的微生物的處理－污水處理45BOD5BOD5：即“五日生化需氧量”。它是一種表示水中有機物含量的間接指標，一般指在20℃下，1L污水中所含的有機物（主要是有機碳源），在進行微生物氧化時，５日內(nèi)所消耗的分子氧的毫克數(shù)。46CODCOD：使用強氧化劑使1L污水中的有機物質(zhì)迅速進行化學氧化時所消耗氧的毫克數(shù)，或稱化學需氧量。47環(huán)境中的主要污染物有毒有機物無毒有機物有毒有機物無毒無機物有毒無機物48具體危害有四種表現(xiàn)急性危害造血障礙畸形致癌外：皮膚內(nèi)：內(nèi)臟大：器官?。貉毎?9鉛是對人體有害的金屬蔬菜空氣→消化道→呼吸道→骨髓血紅素合成酶→造血系統(tǒng)→貧血鉛→50微生物對污染物的降解與轉(zhuǎn)化微生物對無毒有機物的降解微生物對有毒有機物的降解微生物對重金屬的轉(zhuǎn)化生物降解（biodegradation）：是微生物對物質(zhì)（特別是環(huán)境污染物）的分解作用。51降解性質(zhì)粒污染物的生物降解反應(yīng)和其他生物反應(yīng)本質(zhì)上都是酶促反應(yīng)，降解過程中大部分降解酶是由染色體編碼的，但其中有些酶，特別是降解難降解化合物的酶類是由質(zhì)?？刂频?。這類質(zhì)粒被稱為降解質(zhì)粒。52微生物對有毒有機物的降解農(nóng)藥石油

洗滌劑多氯聯(lián)苯氰和腈農(nóng)藥微生物作用被氧化被脫鹵被還原被脫烴ClClClClClClCl大腸桿菌等脫鹵作用532002.11.19巴哈馬籍油輪“威望號”在西班牙發(fā)生斷裂沉沒導致燃料油泄漏。這艘船共裝有7.7萬噸燃料油。5455動物保護者在為鳥清洗身上的油污56微生物對重金屬的轉(zhuǎn)化微生物不能降解重金屬，微生物作用于重金屬主要是改變金屬在環(huán)境中的存在狀態(tài)從而改變它們的毒性。Hg的微生物轉(zhuǎn)化無機汞（Hg2+）的甲基化無機汞（Hg2+）還原成HgO甲基汞還原成HgO57污染物的微生物處理－污水處理污水污水處理中的特殊微生物污水生物處理原理污水生物處理類型58污水當進入水體的外來污染物質(zhì)數(shù)量，超過了水體的自凈能力，并達到破壞水體原有用途的程度，即為水污染。59污水處理按程度可分為：一級處理：預(yù)處理，過濾除去粗固體。二級處理：常規(guī)處理，主要去除可溶性的有機物。三級處理：高級處理，主要是除氮、磷和其它無機物。60依處理過程中氧的的狀況好氧處理系統(tǒng)：活性污泥法、生物膜法。厭氧處理系統(tǒng)：沼氣發(fā)酵。61固體廢棄物處理與資源化技術(shù)堆肥化處理生態(tài)工程處理方法：植物生態(tài)系統(tǒng)廢纖維糖化技術(shù)：酶水解廢纖維飼料化：生產(chǎn)單細胞蛋白62污染環(huán)境的生物修復(fù)生物修復(fù)：是微生物催化降解有機污染物，轉(zhuǎn)化其他污染物從而消除污染的一個受控或自發(fā)進行的過程。石油污染、有毒有害難降解的有機污染物。63生物修復(fù)的方法接種微生物添加微生物營養(yǎng)鹽提供電子受體：好氧環(huán)境提供氧，厭氧環(huán)境的降解提供硝酸鹽。提供共代謝底物提高生物可利用性：利用表面活性劑等來提高污染物質(zhì)溶解度。添加生物降解促進劑。H2O264污水處理中的特殊微生物針